2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第2讲 原子结构和原子核.docxVIP

第2讲原子结构和原子核

学习目标1.理解原子的核式结构,了解氢原子光谱,理解玻尔原子结构理论,会分析能级跃迁问题。2.理解原子核的衰变,会计算原子核的半衰期。3.理解原子核的人工转变、重核的裂变、轻核的聚变,会书写核反应方程,会计算核反应过程的核能。

考点一原子的核式结构和氢原子光谱

1.电子的发现:英国物理学家发现了电子。?

2.α粒子散射实验

1909年,英国物理学家和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验。实验发现,α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有α粒子(约占18000)发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说,它们几乎被“

3.原子的核式结构模型

在原子中心有一个很小的核,原子正电荷和质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。?

4.氢原子光谱

(1)光谱:用棱镜或光栅可以把光按波长(频率)展开,获得光的(频率)和强度分布的记录,即光谱。?

(2)光谱分类

(3)光谱分析:利用每种原子都有自己的来鉴别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。?

(4)氢原子光谱的实验规律:巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R∞122-1n2(n=3,4,5,…),式中R∞叫作里德伯常量,R∞=1.10×

判断正误

(1)各种原子的发射光谱都是线状谱,并且只能发出几个特定的频率。()

(2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。()

(3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。()

例1如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是()

A.在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多

B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光

C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似

D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹

例2(2024·浙江1月选考,12)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示,此四条谱线满足巴耳末公式1λ=R∞122-1n2,n=3,4,5,6。用Hδ和H

A.照射同一单缝衍射装置,Hδ光的中央明条纹宽度宽

B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖,Hδ光的侧移量小

C.以相同功率发射的细光束,真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多

D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置,Hγ光的饱和光电流小

听课笔记?

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考点二玻尔理论与能级跃迁

1.玻尔理论的基本假设

(1)定态假设:原子只能处于一系列的能量状态中,在这些能量状态中原子是的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。?

(2)跃迁假设:电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出能量为hν的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=(mn,h是普朗克常量,h=6.63×10-34J·s)。?

(3)轨道假设:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是,因此电子的可能轨道也是。?

2.氢原子能级和能级公式

(1)氢原子能级图(如图所示)

(2)氢原子能级公式

En=(n=1,2,3,…),其中基态的能量E1最低,其数值为E1=-13.6eV。?

3.两类能级跃迁

(1)自发跃迁

高能级(n)低能级(m)→放出能量,发射光子,hν=En-Em。

①一个氢原子自发跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1)条。

②一群氢原子自发跃迁发出可能的光谱线条数

N=Cn2=n

(2)受激跃迁

低能级(m)高能级(n)→吸收能量。

①光照(吸收光子):光子的能量必须恰好等于能级差,hν=En-Em。

②碰撞、加热等:只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可,E外≥En-Em。

③大于电离能的光子被吸收,原子将电离。

4.电离

电离态:n=∞,E=0。

基态→电离态:E吸=0-(-13.6eV)=13.6eV。

激发态→电离态:E吸0-En=|En|。

若吸收能量足够大,克服电离能后,获得的自由电子还携带动能。

判断正误

(1)玻尔认为原子的能量是量子化的,不能连续取值。()

(2)处于基态的原子是不稳定的,会自发地向其他能级跃迁,放出光子。()

例3(2024·安徽卷,1)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户